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JAVA多线程之线程间的通信方式

时间：2020-02-22 17:17:34

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JAVA多线程之线程间的通信方式

线程间的通信方式 1同步2while轮询的方式3waitnotify机制4管道通信

线程间的通信方式

1、同步

这里讲的同步是指多个线程通过synchronized关键字这种方式来实现线程间的通信。

public class MyObject {synchronized public void methodA() {//do something....}synchronized public void methodB() {//do some other thing}}public class ThreadA extends Thread {private MyObject object;//省略构造方法@Overridepublic void run() {super.run();object.methodA();}}public class ThreadB extends Thread {private MyObject object;//省略构造方法@Overridepublic void run() {super.run();object.methodB();}}public class Run {public static void main(String[] args) {MyObject object = new MyObject();//线程A与线程B 持有的是同一个对象:objectThreadA a = new ThreadA(object);ThreadB b = new ThreadB(object);a.start();b.start();}}

由于线程A和线程B持有同一个MyObject类的对象object，尽管这两个线程需要调用不同的方法，但是它们是同步执行的，比如：线程B需要等待线程A执行完了methodA()方法之后，它才能执行methodB()方法。这样，线程A和线程B就实现了通信。

这种方式，本质上就是“共享内存”式的通信。多个线程需要访问同一个共享变量，谁拿到了锁（获得了访问权限），谁就可以执行。

2、while轮询的方式

import java.util.ArrayList;2 import java.util.List;3 4 public class MyList {5 6private List<String> list = new ArrayList<String>();7public void add() {8 list.add("elements");9}10public int size() {11 return list.size();12}13 }14 15 import mylist.MyList;16 17 public class ThreadA extends Thread {18 19private MyList list;20 21public ThreadA(MyList list) {22 super();23 this.list = list;24}25 26@Override27public void run() {28 try {29 for (int i = 0; i < 10; i++) {30 list.add();31 System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素");32 Thread.sleep(1000);33 }34 } catch (InterruptedException e) {35 e.printStackTrace();36 }37}38 }39 40 import mylist.MyList;41 42 public class ThreadB extends Thread {43 44private MyList list;45 46public ThreadB(MyList list) {47 super();48 this.list = list;49}50 51@Override52public void run() {53 try {54 while (true) {55 if (list.size() == 5) {56 System.out.println("==5, 线程b准备退出了");57 throw new InterruptedException();58 }59 }60 } catch (InterruptedException e) {61 e.printStackTrace();62 }63}64 }65 66 import mylist.MyList;67 import extthread.ThreadA;68 import extthread.ThreadB;69 70 public class Test {71 72public static void main(String[] args) {73 MyList service = new MyList();74 75 ThreadA a = new ThreadA(service);76 a.setName("A");77 a.start();78 79 ThreadB b = new ThreadB(service);80 b.setName("B");81 b.start();82}83 }

在这种方式下，线程A不断地改变条件，线程ThreadB不停地通过while语句检测这个条件(list.size()==5)是否成立，从而实现了线程间的通信。但是这种方式会浪费CPU资源。之所以说它浪费资源，是因为JVM调度器将CPU交给线程B执行时，它没做啥“有用”的工作，只是在不断地测试某个条件是否成立。就类似于现实生活中，某个人一直看着手机屏幕是否有电话来了，而不是：在干别的事情，当有电话来时，响铃通知TA电话来了。关于线程的轮询的影响，可参考：JAVA多线程之当一个线程在执行死循环时会影响另外一个线程吗？

这种方式还存在另外一个问题：

轮询的条件的可见性问题，关于内存可见性问题，可参考：JAVA多线程之volatile 与 synchronized 的比较中的第一点“一，volatile关键字的可见性”

线程都是先把变量读取到本地线程栈空间，然后再去再去修改的本地变量。因此，如果线程B每次都在取本地的条件变量，那么尽管另外一个线程已经改变了轮询的条件，它也察觉不到，这样也会造成死循环。

3、wait/notify机制

1 import java.util.ArrayList;2 import java.util.List;3 4 public class MyList {5 6private static List<String> list = new ArrayList<String>();7 8public static void add() {9 list.add("anyString");10}11 12public static int size() {13 return list.size();14}15 }16 17 18 public class ThreadA extends Thread {19 20private Object lock;21 22public ThreadA(Object lock) {23 super();24 this.lock = lock;25}26 27@Override28public void run() {29 try {30 synchronized (lock) {31 if (MyList.size() != 5) {32 System.out.println("wait begin "33 + System.currentTimeMillis());34 lock.wait();35 System.out.println("wait end "36 + System.currentTimeMillis());37 }38 }39 } catch (InterruptedException e) {40 e.printStackTrace();41 }42}43 }44 45 46 public class ThreadB extends Thread {47private Object lock;48 49public ThreadB(Object lock) {50 super();51 this.lock = lock;52}53 54@Override55public void run() {56 try {57 synchronized (lock) {58 for (int i = 0; i < 10; i++) {59 MyList.add();60 if (MyList.size() == 5) {61lock.notify();62System.out.println("已经发出了通知");63 }64 System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素!");65 Thread.sleep(1000);66 }67 }68 } catch (InterruptedException e) {69 e.printStackTrace();70 }71}72 }73 74 public class Run {75 76public static void main(String[] args) {77 78 try {79 Object lock = new Object();80 81 ThreadA a = new ThreadA(lock);82 a.start();83 84 Thread.sleep(50);85 86 ThreadB b = new ThreadB(lock);87 b.start();88 } catch (InterruptedException e) {89 e.printStackTrace();90 }91}92 }

线程A要等待某个条件满足时(list.size()==5)，才执行操作。线程B则向list中添加元素，改变list 的size。

A,B之间如何通信的呢？也就是说，线程A如何知道 list.size() 已经为5了呢？

这里用到了Object类的 wait() 和 notify() 方法。

当条件未满足时(list.size() !=5)，线程A调用wait() 放弃CPU，并进入阻塞状态。—不像②while轮询那样占用CPU

当条件满足时，线程B调用 notify()通知线程A，所谓通知线程A，就是唤醒线程A，并让它进入可运行状态。

这种方式的一个好处就是CPU的利用率提高了。

但是也有一些缺点：比如，线程B先执行，一下子添加了5个元素并调用了notify()发送了通知，而此时线程A还执行；当线程A执行并调用wait()时，那它永远就不可能被唤醒了。因为，线程B已经发了通知了，以后不再发通知了。这说明：通知过早，会打乱程序的执行逻辑。